Компенсатор реактивной мощности Советский патент 1988 года по МПК H02J3/18 

4

И:и.)брете1 ие омюсится к электроэнергетике и может быть использовано в электрических сетях для стабилизации напряжения и компенсации реактивной мощности.

Цель изобретения - повышение качества электроэнергии и снижение потерь электроэнергии в сети за счет уменьшения уровня высших гармоник в сетевом токе, а так- же снижение удельной установленной мощности и новышение ресурса комненсатора за счет снижения перегрузок в переходных процессах.

На фиг. 1 и 2 приведена схема компенсатора.

Комненсатор (фиг. 1) содержит преобразователь 1 напряжения, включающий вентильный мост 2, каждое плечо которого образовано встречно-параллельно включенными вентилями, например тиристорными вентилями 3 и диодными вентилями 4 (обратные вентили). Между полюсами моста 2 включе) конденсатор 5, имитирующий источник постоянного нанряжения. В фазы преобразователя 1 нанряжения включаются реакторы 6 с целью демнфирования вькчпих гармоник сетевого тока. Между выводами неременногч) тока преобразователя 1 панря- жения включены носледовательно соедипен- Hi)ie реакторы 7 и вентильные ключи 8. С сетью переменного тока компенсатор связан через вык.лючатель 9. В компенсаторе может быть использован согласующий трансформатор 10. Управление компенсаторо.м осуществляется с помопхью регулятора 11, с выхода которого импульсы управления поступают на управляющие входы вентилей компенсатора. Для ввода в работу компенсатора служит блок 12 пуска, папример командоап- нарат, выход которого связан с регулятором 11 и первым входом логического элемента И 13, другой вхОлТ. которого связан с каналом управления вентильных ключей 8. Выход элемента И 13 включен в цепь управ- .мепия выключателя 9.

Согласпо фиг. 2 обратпые вентили 4 вы- полиены в виде унравляемь 1х вентилей. Выход блока 12 пуска подключен к управляющему входу выключателя 9 через pe;ie 14 времени, а Б канал управления вентилями нре- образователя 1 напряжения включено реле 15 времепи.

Комненсатор в стационарном режиме работает следуюн1им образом.

Г1реобразовате. 1ь нанряжения в компен- саторпом режиме (угол управления равен нулю) генерирует в сеть косинусные состав- ляюн1ие нечетных гармоник фазного тока, кроме кратных трем. Вентильные ключи 8 и реакторы 7 образуют фазы компенсатора, которые соединены в треугольник. Фазный ток такого компенсатора содержит тот же спектр ВЫС1ИИХ гармоник, но в допол гненис еще и гармоники, кратные трем. Соединение фаз в треуго,1ьиик исключает из сетевого тока гар.моники is ViTHiiie трем, п приш)дит к сдвигу но фазе сетевого тока, по . отношению к фазному, что сонровождается изменением фазы высших гармоник (5, 7, 17, 19 и т. д.) на 180 эл. град. Таким образом, в суммарном сетевом токе указанные гармони- ки частично взаимокомпенсируются. В результате общее содержание высших гармоник уменьшается, это приводит к улучшению качества электроэнергии и снижению ее потерь в сети. Полная взаимокомпенсация

Q указанных высших гармоник не происходит, так как амплитуды этих гармоник в компенсаторе на базе преобразователя напряжения и комненсатора в виде последовательно соедипенных реактора и вентильных ключей имеют различный характер измене5 ния в зависимости от режима работы.

В переходпых процессах работа компенсатора происходит следующим образом. При пуске, который осуществляется включением выключателя 9 по команде из блока 11 пус0 ка, в схеме преобразователя 1 напряжения могут возникнуть перегрузки (перенапряжения и сверхтоки). Это вызвано тем, что конденсатор 5 и реакторы 6 образуют колебательный контур, подключаемый к сети переменного тока. Ограничение перегрузок осуществляется за счет включения между фазами преобразователя реакторов 7, наличие которых приводит к изменению характера переходного процесса. Если переходный процесс в схеме компенсатора вызывается

0 аварийным режимом, то в этом случае ключи 8 находятся в работе и реакторы 7 способствуют ограничению перегрузок в преобразователе 1 папряжепия. При пуске компенсатора для этой цели необходимо обеспечить вк,:1ючепие ключей 8 раньше, чем будет осу5 шествлена коммутация выключагеля 9. Для этого предусмотреп логический элемент П 13. Команда из блока 12 пуска поступает на вход элемента И 13 п вход регу.мятора 11, который начинает вырабатывать импу.ИА ы управления вентилями компенсатора. Через элемент И 13 команда на включение выключателя 9 проходит только при поступлении сигнала на второй вход элемента И 13. т. е. при наличии импульсов управ, .ения на вентильных ключах 8. Это обеспечивает

5 включенне ключей 8 paubnie коммутации выключателя 9. Таким образом, при пуске регулятор 11, блок 12 нуска и логически элемент И 13 (Jбpaзyют цепь приоритетного включения вентильных ключей 8 i-: :io отнон1ению к включению выключателя Ч.

0 Компенсатор по фиг. 2 работает с.-ч-лую- шим обра.зом.

1риоритсг11ое вк. поченпе к:почей 8 отношению к включению выклю -ате.мя 9 |цеств. 1яе1ся за счет использования pe.ie 14 npevieiu-i, которое задерживает пос1 1 ление

5 cniiia.ia на включение вык. початели 9 на мя. пока не 6yjiyT включены к,1ЮЧ1 8. IIi H 11:и )оте комненсатора в виде преобразова- ,. iH па;1| 1нжсния нереходнь (;iiec - ;:pi-; сП;

0

пуске имеет меньшую длительность, если пуск осуществляется при запертых вентилях, т, е, включение выключателя 9 необходимо производить раньше, чем импульсы управления поступят на вентили моста 2. С этой целью в канал управления вентилей моста 2 введено реле 15 времени, выдержка времени которого больше, чем суммарное время выдержки времени реле 14 и времени коммутации выключателя 9.

Обратные вентили 4 могут быть выполнены управляемыми с целью снижения влияния конденсатора 5 на переходный процесс при пуске, так как в этом случае он не входит в контур протекания тока при включении выключателя 9, что имеет место при использовании диодных вентилей.

Изобретение повышает качество электроэнергии и приводит к снижению ее потерь. Кроме того, изобрете}1ие позволяет снизить перегрузки элементов компенсатора в переходных процессах, это обеспечивает снижение запасов по напряжению и току элементов компепсатора и, следовательно, снижение его удельной стоимости и повышение ресурса.

Формула изобретения

1. Компенсатор реактивной мошности в виде преобразователя напряжения, подключенного к сети через выключатель, отличающийся тем, что, с целью повышения качества электроэнергии и уменьшения потерь электроэнергии в сети за счет уменьшения уровня высших гармоник в сетевом токе, а также снижения удельной установленной

5

0

5

0

мошности и повышения ресурса за счет ограничения перенапряжений и сверхтоков в переходных процессах, он дополнительно снабжен последовательно соединенными реакторами и вентильными ключами, присоединенными между выводами переменного тока преобразователя папряжепия.

2.Компенсатор по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен цепью приоритетного включения вентильных ключей по oTHOine- нию к включению выключателя, состояnieii из блока пуска, регулятора и /югическсяч) элемента И, причем выход блока пуска соединен с первым входом схемы 11 и в.чодом регулятора, выход регулятора соединен с управляющими входами вентильных ключе и вентилей преобразователя на пряжения и вторым входом элемента И, выход котор(.)Г() соединен с входом включения вьп лючате;1я.

3.Компенсатор по п. 2, отлича1ои{иися тем, что он снабжен цепью npnopnTCTHort) включения выключателя по отпон1еник) к включению вентилей преобразовате,-1я па- пряжения, состоящей из двух реле в 1емепи, причем вход lepBOro pe.ie времени соедипеп с выходом блока пуска и входом регулятора, первый выход которого соединен с унравляюшими входами вентильных к.пючей, а второй - с входом второго реле времс- {. выход которого соединен с управ:1ЯК)- П1ПМИ входами вентилей преобразоватс,чя па- нряжения. а выход первого реле времени соединен с входом включения вьн. 1ючате,::я.

4.Компенсатор но пн. 1-3, отличающийся тем, что обратные вентили преобразо- вате.чя напряжения вьпюлнеиы управ.чяс .мы ми.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для стабилизации напряжения и компенсации реактивной мощности в электрических сетях. Цель изобретения -- новыщенне качества электроэнергии и уменьщение потерь электроэнергии в сети за счет уменыпсния уровня высших гармоник в сетевом токе, а также снижение удельной ycTaiioii.ionnoii мощности и повышение ресурса за счет ограничения перепапряжений и сверхтокои в переходных процессах. Компенсатор содержит преобразователь напряжеппя, подключсн- пый к сети через выключатель. Между выводами переменного тока Г1реобразовате.-1я вк. почены последовательно соединепныо реакторы и вентильные ключи, что обеспечивает компенсацию высших гармоник нрсоб- разователя за счет сдвига фаз на 180 э.ч. град, между ними и высп1ими гармониками упомя- нугых реакторов и венти. к.иоче. Компенсатор снабжен цепыо прпоритетпого включенпя вептильгП)1х к.иочой по отпошеник к включению выключателя и цепью приоритетного вк, 1юче1П1Я вык.иоча ге. 1Я по отношению к включению вентилей преобразователя, что обеспечивает снижение перенапря- жепий. 3 з.п.ф-лы, 2 и. 1. С (Л

9fO

13-ЧК

72

(цг.2

/

7.5